云计算+大数据：如何为天文学研究提供动力

战国时期，记载了800多颗星星的名称和位置的《石室星记》，是先民探索宇宙的秘籍，被誉为最古老的天文数据库。

2400年后，美国天文学家发现了一颗超高速恒星。 有趣的是，这一发现并不是通过天文观测得出的，而是利用中国虚拟天文台发布的数据“计算”了星星。

事实上，除了科学家，普通老百姓也可以利用大数据、云计算等高科技实现“天文突破”。 此前，安徽合肥10岁小学生廖家明在没有任何观测设备的情况下，通过中国虚拟天文台的数据发现了一颗超新星。 他是迄今为止世界上最年轻的超新星发现者。

“玩电脑”的天文学家

“由于我们观测的是宇宙中相对遥远的恒星，到达地球的信号非常微弱，很容易被城市灯光淹没，所以天文望远镜一般都建在深山里。” 从北京市区驾车前往河北省的一家酒店 观测站是中国科学院国家天文台郭守敬望远镜运行发展中心常务副主任赵永恒的正常工作。

然而，从2017年4月开始，赵永恒把更多的时间花在了另一份工作上：“玩电脑”，因为他加入了一个特殊的“先锋部队”——由中台和阿里云共同成立的科技指导委员会，成为首批成员之一。聘请的专家。

赵永恒毕业于河北师范大学。 离开校园后，他在中国科学院国家天文台工作，成为一名“追星者”。 除了观星之外，他的另一个爱好是玩电脑。

十多年前，作为台湾最懂电脑的研究员，赵永恒用从中关村市场买的一台旧电脑创建了一个网站。 这就是中国虚拟天文台的雏形。 “我们的想法很简单：把国内外天文望远镜的观测数据放在这个平台上。”

“宇宙就像一片森林，有高大的树木，有低矮的灌木和草丛。我们今天所能观测到的只是一些大的‘树’，这远远不足以了解宇宙。” 说到探索宇宙，赵永恒总是滔滔不绝。

宇宙的浩瀚意味着海量的数据，这也是天文学区别于其他学科的重要特征。

以赵永恒负责的LAMOST郭守敬望远镜为例。 它可以同时观测四千个天体，相当于同时启动四千个天文望远镜。 迄今为止，已观测到近3000个天空区域，收集了超过600万条光谱数据。

“天文学已经进入大数据时代，数据在两年内翻了一番。一个团队、一个国家不可能及时分析所有的数据，所以数据的开放性越高，就越有机会“研究越多，数据就会越多，科学成果就会越多。”赵永恒说。

开放和共享天文数据

正是基于这样的思路，2016年，中国科学院国家天文台与阿里云达成战略合作，引入最前沿的云计算和大数据技术，实现天文数据的开放共享。

“如今，如果不了解互联网，几乎不可能移动。” 每次和阿里云技术团队开工作会议，赵永恒都感觉收获很大。 “15年前，我们只有一个简单的网站，现在中国虚拟天文台的主节点已经搬到了云端，成为一个集成超过500TB科学数据、1.5PB存储容量的超级平台，超过700 Tflops的计算能力和100多种软件。”

赵永恒希望未来的虚拟天文台能够成为全球天文学家和爱好者获取天文数据、开展天文研究、开展科普教育的综合基地。

“科学离不开技术，技术也离不开科学。” 据赵长恒了解，国家天文台与阿里云建立的跨界“急先锋部队”是由最懂天文的技术专家和最懂技术的天文学家组成。

“我们从哪里来？时间有起点吗？宇宙是如何诞生和演化的？要回答这些终极问题，我们需要建立一个更大的天文数据库，而技术是未来的关键。” 赵永恒说道。

将天文科普进行到底

为了给国内天文爱好者提供一个稳定的展示才华和交流的平台，在中国科学院国家天文台-阿里云天文大数据联合研究中心崔辰洲主任等人的努力下，国家天文台LAMOST大科学工程设立了专用服务器“宇宙站”，免费向天文爱好者和业余天文组织提供主页空间，并于2002年3月12日向公众开放。

在2005年中国互联网协会大会上，《宇宙站》因其“为网络科普走出了一条独特的道路”而荣获组委会特别提名奖。

“宇宙站”是目前国内唯一致力于服务天文科学的网络服务器。 服务器在天文爱好者心中的地位与日俱增。 国内很多爱好者和组织都将自己的主页搭建或迁移到该服务器上。

2017年1月，“国家天文台-阿里云天文大数据联合研究中心”成立。 不久前，中国虚拟天文台主节点和郭守敬望远镜巡天数据成功上传云端。 “宇宙站”天文热门网站群中的100多个天文科普网站同时上传至云端，以更好地服务广大天文爱好者。

崔辰洲认为：“天文学是名副其实的‘大数据’科学，天文观测设备每天捕捉到的海量天文数据不仅是科学研究的必需品，也是宝贵的科普和教育资源。”

“过去，由于技术限制，这些数据无法得到充分利用和共享。但在互联网+时代，云计算和大数据技术的成熟加速了学科和科普的发展。” 崔辰洲说，“因此，天文科普教育工作必须以数据和新技术驱动，通过互联网连接国际国内专家和广大公众。”